מבוא
עמילאז הוא אנזים הידרוליטי המפרק עמילן לדקסטרינים וסוכרים. הוא מורכב ממשפחה של אנזימים מפרקי עמילן הכוללים:
- אלפא-עמילאז
- בטא-עמילאז
- עמילוגלוקוזידאז או גלוקועמילאז
- פולולנאז
- עמילאז מלטוגני
עמילאזים שונים יכולים לעבוד בו-זמנית בסינרגיה מושלמת. הם רכיבים חשובים המאריכים את חיי המדף של לחמים ופועלים כמשפרי תסיסה.
מקור
עמילאז הוא חומר נפוץ בטבע. הוא קיים הן בצמחים והן בבעלי חיים. דגנים, גרעינים וקמחיהם מכילים באופן טבעי סוגים שונים של עמילאז. בדגנים הוא נמצא באנדוספרם, בסובין ובנבט.
ייצור מסחרי
בקנה מידה מסחרי, עמילאז מיוצר בדרך כלל בתהליך התססה על בסיס חיידקים (כמו Bacillus subtilis ו-B. stearothermophilus) או פטריות (כמו Aspergillus oryzae ו-A. niger).
תפקוד
באפייה, עמילאזים ממלאים את התפקידים הבאים:
- מספקים סוכרים מחזרים וסוכרים ברי-התססה
- מאיצים את תסיסת השמרים ומגבירים את הפקת הגזים
- מעצימים טעמים ונותנים לקרום צבע כהה יותר
- מפחיתים את צמיגות הבצק/הבלילה בתהליך הג'לטיניזציה
- מגבירים את מידת התפיחה בתנור ומשפרים את נפח המוצר
- פועלים כמרככים על ידי עיכוב תהליך התיישנות הלחם
- הופכים את הבצק לפחות דביק ומשפרים את כושר הלישה שלו
סוגי עמילאזים ותפקידם במוצרי אפייה
| סוג | מספר EC | קשר כימי/תגובה | מוצר | שימוש |
|---|---|---|---|---|
| אלפא-עמילאז | 3.2.1.1 | אנדו-הידרוליזה של קשרים α(1→4)-D-גלוקוזידיים | דקסטרינים של 10-20 יחידות גלוקוז, מלטוז | – ייצור סירופי עמילן – הנבטת דגנים – חומרים משמרים |
| בטא-עמילאז | 3.2.1.2 | אקסו-הידרוליזה של קשרים α(1→4)-D-גלוקוזידיים | מלטוז | – הנבטת דגנים – מספק מזון לשמרים – משפר נפח וצבע |
| עמילוגלוקוזידאז | 3.2.1.3 | אקסו-הידרוליזה של α(1→4) ו-α(1→6)-D-גלוקוזידיים | גלוקוז | – מקצר זמן התפחה – ייצור סירופי עמילן – מספק מצע לגלוקוז אוקסידז |
| עמילאז מלטוגני | 3.2.1.133 | הידרוליזה של קשרים α(1→4)-D-גלוקוזידיים | דקסטרינים קטנים מחלקו החיצוני של עמילופקטין | חומר משמר |
| פולולאנאז | 3.2.1.41 | הידרוליזה של קישורים α-1,6-גלוקוזידיים | הסתעפויות עמילן | ייצור סירופי עמילן |
פעולת האלפא-עמילאז
אלפא-עמילאז פועל רק על עמילן ניזוק וג'לטין. ההמרה של עמילן לדקסטרינים ומלטוז באמצעות אלפא-עמילאז כזרז מתרחשת באופן הבא:
עמילן + מים ← דקסטרינים + מלטוז
התנאים האופטימליים לפעילות אלפא-עמילאז הם:
- רמת חומציות: 5.5-6.0
- טווח טמפרטורות: 40-60 מעלות צלזיוס
- זמן מגע בין האנזים למצע: לפחות 60 דקות של עיבוד בצק
- זמינות מים: ערך aw רצוי של 0.9 ומעלה
- כמות של עמילן ניזוק וג'לטין במצע
- מינון האנזים ביחס למצע: אלפא-עמילאז נוסף בדרך כלל לנוסחאות לחם בשיעור של 0.002%-0.006% (20 עד 60 ppm) ממשקל הקמח
השוואת פעילות עמילאזים ממקורות שונים
| מקור | רמת טוהר | עמידות בחום / יציבות תרמית | פעילות צדדית | הערות |
|---|---|---|---|---|
| דגנים | נמוכה | בינונית | גבוהה | אפשר להשתמש בבדיקת ערך נפילה (FN) |
| פטריות | בינונית | נמוכה | בינונית | אי אפשר להשתמש בבדיקת FN |
| חיידקים | גבוהה | גבוהה | נמוכה | יציבות גבוהה בחום, בעיות בעת מינון יתר |
תקנות FDA
ה-FDA מכיר בעמילאז כתוסף מזון בטוח לשימוש (GRAS). הוא מותר לשימוש במזון ללא הגבלה מעבר לתנאי ייצור נאותים.
References
- Mathewson, P.R. Enzymes, 2nd edition, Eagan Press Handbook Series, AACC International, Inc., 1998, pp. 1–105.
- Van Oort, M. "Enzymes in Bread Making." Enzymes in Food Technology, 2nd edition, Blackwell Publishing Ltd, 2010, pp. 103–143.
- Rosell, C.M., and Dura, A. "Enzymes in Bakeries." Enzymes in Food and Beverage Processing, CRC Press, Taylor & Francis Group, LLC, 2016, pp. 171–195.
- Prasada Rao, U.J.S., and Hemalatha, M.S. "Enzymes." Bakery Products Science and Technology, 2nd Edition, John Wiley & Sons, Ltd, 2014, pp. 276–291.
- Bisswanger, H. "Enzyme Assays." Practical Enzymology, 2nd edition, Wiley-VCH Verlag & Co. KGaA, 2011, pp. 170–174.
- Smith, J. "Enzymes." Food Additives Data Book, 2nd edition, Blackwell Publishing Ltd., 2011, pp. 366–454.